El equilibrio entre supervivencia y evolución se resuelve teniendo una copia de más

¿Te imaginas rastrear los cambios genéticos que se han sucedido durante 700 millones de años para entender la evolución de los animales? Esto es lo que ha hecho un grupo de investigación liderado por el Centro de Regulación Genómica (CRG)  y con la participación del Instituto de Biología Evolutiva (IBE: CSIC-UPF).  El estudio ha reunido datos de 8 tejidos de 20 especies de animales con simetría bilateral, es decir, con cabeza y cola o extremidades inferiores, como los humanos, tiburones, pulpos o ciempiés.

“Cuando se analiza la evolución animal, es necesario reunir tantas especies como sea posible para comparar sus genes y los cambios entre ellas. Esto permitirá detectar las sutiles diferencias que les hicieron tomar caminos separados o tener rasgos diferenciales”, afirma Xavier Franch, investigador principal en el IBE y uno de los autores. Así han podido rastrear la historia evolutiva de 7.000 grupos de genes durante los 700 millones de años que nos separan del ancestro común de los animales bilaterales. 

La duplicación de los genes ancestrales permite innovar 

El equipo investigador se ha fijado en genes ancestrales que se han conservado debido a la importancia de sus funciones. Casi la mitad de estos genes ancestrales han ido variando de forma aleatoria, creando así nuevas funciones y tejidos. Algo que no podría haber sucedido sin momentos de duplicación del genoma, que han permitido mantener una copia del gen con su función original. 

Por ejemplo, los genes TESMIN y tomb provienen de genes ancestrales que son necesarios para la supervivencia porque están implicados en la producción de esperma. Estos genes ancestrales se duplicaron y, mientras que una de las copias pudo mantener su función esencial, la otra mutó de forma diferente en vertebrados e insectos, desempeñando papeles distintos en cada especie.   

“Nuestro trabajo nos hace repensar los roles y funciones que desempeñan los genes. Nos muestra que genes que son cruciales para la supervivencia y que se han conservado durante millones de años también pueden adquirir muy fácilmente nuevas funciones” 

Manuel Irimia, CRG 

Por este motivo, la aparición de ciertos tejidos de los vertebrados coincide con dos momentos evolutivos en que se dio una duplicación completa del genoma de nuestros ancestros. El estudio describe diversos ejemplos de creación de nuevas funciones, como el desarrollo de sistemas nerviosos complejos, de la cutícula que permite volar a los insectos o del tejido que permite a los pulpos camuflarse.  

Manuel Irimia, investigador del CRG y líder del estudio, habla del equilibrio que se da durante la evolución entre la preservación de funciones vitales y la exploración de nuevos caminos. “Nuestro trabajo nos hace repensar los roles y funciones que desempeñan los genes. Nos muestra que genes que son cruciales para la supervivencia y que se han conservado durante millones de años también pueden adquirir muy fácilmente nuevas funciones”, concluye el científico.